CN103080850A - 充电构件 - Google Patents

充电构件 Download PDF

Info

Publication number
CN103080850A
CN103080850A CN2011800403562A CN201180040356A CN103080850A CN 103080850 A CN103080850 A CN 103080850A CN 2011800403562 A CN2011800403562 A CN 2011800403562A CN 201180040356 A CN201180040356 A CN 201180040356A CN 103080850 A CN103080850 A CN 103080850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
elastic layer
charging member
layer
superficial layer
spherical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800403562A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103080850B (zh
Inventor
佐藤太一
原田昌明
永田之则
铃木敏郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN103080850A publication Critical patent/CN103080850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103080850B publication Critical patent/CN103080850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24413—Metal or metal compound
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24421—Silicon containing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

本发明提供即使当长期使用充电构件时带电性能也几乎不变化的充电构件。充电构件包括导电性支承体、弹性层和表面层。弹性层以至少部分球状颗粒露出弹性层表面的方式包含球状颗粒，由此使弹性层的表面粗糙化。球状颗粒包含选自由球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒组成的组的至少一种颗粒。弹性层的表面以使所述弹性层的表面形状反映在所述充电构件的表面形状上的方式覆盖有表面层。表面层包含具有特定构成单元的高分子化合物。

Description

充电构件
技术领域
本发明涉及充电构件。
背景技术
在电子照相设备中，已知将电压施加到与鼓状感光构件表面接触配置的充电构件以在它们之间的辊隙附近引起微小放电(micro-discharge)的发生，从而将感光构件表面静电充电的接触充电系统。
作为用于此类接触充电系统的充电构件，如专利文献1中所公开的，通常通过在表面层中引入颗粒使其表面粗糙化以例如减少显影剂粘附到表面以及使放电稳定化。
同时，专利文献2公开一种充电构件，其在导电性弹性层上设置有含有具有氧化烯基的聚硅氧烷的具有高电阻的薄表面层，由此改善其带电能力。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开2005-345801
专利文献2：日本专利申请特开2009-086263
发明内容
发明要解决的问题
如上述专利文献1公开的，在表面层中引入细颗粒由此使表面粗糙化的充电构件中，由于表面层与感光构件反复接触而使表面层逐渐地出现磨耗。随之，细颗粒持续地从表面层脱落直至在有些情况下充电构件的表面层的形状改变。结果，充电构件的带电性能会随时间而变化。
因此，本发明的目的是提供即使由于长时间使用带电性能也不易变化的充电构件。
本发明另外的目的是提供可稳定地形成高品位电子照相图像的电子照相设备。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面，提供包括导电性支承体、弹性层和表面层的充电构件，其中：所述弹性层以使球状颗粒至少部分地露出所述弹性层表面的方式包含球状颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化；
其中，
所述球状颗粒为选自由球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒组成的组的至少一种；所述弹性层的表面以使所述弹性层的表面形状反映在所述充电构件的表面形状上的方式覆盖有所述表面层；和所述表面层包含具有由下式(1)表示的构成单元的高分子化合物。
式(1)
Figure BDA00002844042300021
式(1)中，R1和R2各自独立地表示由下式(2)至(5)表示的任意结构。
Figure BDA00002844042300022
Figure BDA00002844042300031
式(2)至(5)中，R3至R7、R10至R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R8、R9、R15至R18、R22、R23和R27至R30各自独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基；n、m、l、q、s和t各自独立地表示1至8的整数，p和r各自独立地表示4至12的整数，x和y各自独立地表示0或1；和星号*表示与式(1)中的硅原子键合的位置，和双星号**表示与式(1)中的氧原子键合的位置。
根据本发明另外的方面，提供包括电子照相感光构件和与所述电子照相感光构件接触配置的充电构件的电子照相设备，其中所述充电构件为上述充电构件。
发明的效果
根据本发明，可获得带电性能不容易变化的充电构件。根据本发明，还可获得能够稳定地形成高品位电子照相图像的电子照相设备。
附图说明
图1为示出本发明充电构件的表面状态的图解图。
图2为示出本发明充电构件的实例的截面图。
图3为示出应用本发明的充电构件的电子照相设备的结构实例的示意图。
具体实施方式
本发明的充电构件具有导电性基体、弹性层和表面层。
<导电性基体>
基体为具有能够支承在其上设置的充电构件和表面层的强度并且具有导电性的基体。作为基体用材料，可使用的是，例如，金属例如铁、铜、不锈钢、铝和镍，以及任意这些的合金。基体还可在其表面上进行表面处理例如为了提供耐擦拭性目的的镀覆(plating)，只要不损害导电性即可。
<弹性层>
弹性层为赋予充电构件以能够形成其与感光构件之间的辊隙的弹性和导电性的弹性层，并且可使用基础聚合物和添加剂来形成。基础聚合物可以是任意材料，只要其具有充电构件使用温度范围内的橡胶弹性即可。
基础聚合物可包括以下作为其具体实例：天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、表氯醇均聚物(CHC)、表氯醇-环氧乙烷共聚物(CHR)、表氯醇-环氧乙烷-丙烯酸类缩水甘油醚三元共聚物(CHR-AGE)、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物的氢化物(H-NBR)、氯丁橡胶(CR)和丙烯酸类橡胶(ACM、ANM)。
作为基础聚合物还可使用通过配混基础聚合物与交联剂而获得的任意热固性橡胶材料以及热塑性弹性体例如聚烯烃类、聚苯乙烯类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类和氯乙烯类热塑性弹性体。
根据本发明的弹性层以使球状颗粒至少部分地露出所述弹性层表面的方式包含选自由球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒组成的组的至少一种的球状颗粒。至少部分地露出表面的球状颗粒使弹性层的表面粗糙化。
球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒均具有高硬度，因此即使在随后所述的形成弹性层过程的研磨步骤中也难以磨削球状颗粒本身。因此，在保持球状的同时可使颗粒部分地露出弹性层表面。
在根据本发明的充电构件中，保持粗糙化的弹性层表面还以随后所详述的使弹性层的表面形状反映在充电构件的表面形状上的方式覆盖有表面层。该特征与表面层本身的刚性结合使得当在充电构件和感光构件之间的辊隙处充电构件压向感光构件时充电构件也良好地保持其表面形状。
本发明中的球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒为分别由二氧化硅、氧化铝和氧化锆作为主要组分组成的、并且还可包含一种或多种其它物质的球状颗粒。这些球状颗粒可具有7以上的硬度(修正的莫氏硬度)。只要其修正的莫氏硬度为7以上，则可防止球状颗粒在充电构件与感光构件之间形成的辊隙处变形，并可防止充电构件与感光构件接触面积的增加。
这些球状颗粒可优选具有大约2μm以上且80μm以下，并特别为5μm以上且40μm以下的平均粒径。将其设定在该范围内能够防止当充电构件压向感光构件时，充电构件在辊隙处的接触表面增加。这也有利于控制充电构件的表面形状以使其具有能够有效地防止任何调色剂等粘着到充电构件表面的表面形状。
此处，球状颗粒的平均粒径可采用通过以下方法测定的长度平均粒径。通过使用图像分析软件(商品名：IMAGE-PROPLUS；购自Planetron Co.)来分析在扫描电子显微镜(JEOLLV5910，由JEOL Ltd.制造)上拍摄的球状颗粒的摄影图像。为了进行分析，在拍摄时由微米尺(micron bar)标定单位长度的像素数，其中关于从照片中随机挑选的50个颗粒，由图像上的像素数测量其单向粒径从而测定所求得的测量值的算术平均值，将其取作长度平均粒径。
作为球状颗粒的球形度，球状颗粒的形状系数SF1的值也可优选100以上且160以下。形状系数SF1为由以下等式(1)表示的指数，并且意味着，其越接近于100，颗粒越接近于球形。球状颗粒的形状系数SF1可采用通过以下方法测量的值。将在扫描电子显微镜上拍摄的图像的信息输入到图像分析仪(LUZEX3，由Nireco Corporation制造)，其中，关于随机挑选的50个颗粒，根据以下等式(1)来计算其形状系数SF1。
SF1={(MXLNG)2/AREA}×(π/4)×(100)    (1)
其中MXLNG表示颗粒的绝对最大长度，AREA表示颗粒的投影面积。
球状颗粒还可优选具有10m2/g以下的比表面积(根据JISZ8830(2001)测量的值)。只要球状颗粒具有10m2/g以下的比表面积，则可防止当将球状颗粒配混到基础聚合物时弹性层具有任意过大的硬度。
球状颗粒可单独使用任意二氧化硅、氧化铝和氧化锆，或可以以这些中的两种以上的混合物的形式使用。球状颗粒可以以基于100质量份基础聚合物大约10质量份以上且100质量份以下的量包含于弹性层中。只要球状颗粒的含量为10质量份以上，则可使球状颗粒以足以使弹性层表面粗糙化的量部分地露出弹性层表面。另外，由于球状颗粒的含量为100质量份以下，因此可防止弹性层过硬。
弹性层可优选引入导电剂以控制其电阻。作为导电剂，例如，可使用以下材料：炭材料例如炭黑和石墨；氧化物例如氧化钛和氧化锡；金属例如Cu和Ag；电子导电剂例如通过用氧化物或金属涂布颗粒表面使得导电的导电性颗粒；无机离子物质例如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙；阳离子表面活性剂例如月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙基氯化铵、改性的脂族二甲基乙基铵乙基硫酸盐；两性离子表面活性剂例如月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和二甲基烷基月桂基甜菜碱；季铵盐例如四乙基高氯酸铵、四丁基高氯酸铵和三甲基十八烷基高氯酸铵；和离子导电剂例如有机酸锂盐例如三氟甲烷磺酸锂。
任意这些导电剂可单独或以两种以上的组合来使用。任意这些导电剂的含量可不特别限定，只要充电构件可具有所需的导电性即可。为了使表面层薄膜化，优选使弹性层具有低电阻。例如，可优选将导电剂的含量控制为使弹性层可具有102Ω以上且108Ω以下，并更优选103Ω以上且106Ω以下的电阻。
此外，弹性层可任选地引入填料、加工助剂、抗氧化剂、交联剂、交联促进剂、交联促进活化剂、交联延迟剂和分散剂等，只要不抑制上述物质的功能即可。
考虑到当充电构件和感光构件彼此接触时防止充电构件变形的优点，弹性层可优选具有60度以上且85度以下，并更优选70度以上且80度以下的Asker-C硬度。Asker-C硬度可以是通过在25℃和55%RH的检测环境中在1,000g负荷的条件下，使Asker-C硬度计(由Koubunshi Keiki Co.,Ltd.制造)的压针(loadedneedle)与测量对象的表面接触进行测量求得的值。
如上所述，根据本发明的弹性层以球状颗粒部分地露出弹性层表面的方式包含特定的球状颗粒。在图1中示意性示出本发明充电构件在其表面附近的放大截面。图1中，球状颗粒31的露出部31a未被弹性层所覆盖，并且当在扫描电子显微镜图像中观察时从弹性层12的表面突出，从而使弹性层表面粗糙化。
本发明中，弹性层的表面为包含球状颗粒31的露出部31a的表面的概念。因此，随后详述的用表面层覆盖弹性层12的表面的状态意味着表面层13覆盖包含球状颗粒31的露出部31a的弹性层全部表面的状态。
接下来描述如何形成根据本发明的球状颗粒至少部分地露出其表面的弹性层。
首先，借助于密炼机例如班伯里密炼机或加压式捏和机或者开放式混合机例如开炼机来混合构成弹性层的材料，具体而言其为粘结剂聚合物、球状颗粒和任选地导电性颗粒，以获得形成弹性层的混合物。之后，可通过任意以下方法(1)至(3)将弹性层形成于导电性支承体上。
(1)借助于挤出机将形成弹性层的混合物以管状挤出并将芯轴插入其中的方法。
(2)借助于安装有十字头的挤出机将形成弹性层的混合物以绕芯轴的圆筒状共挤出以具有所需外径的方法。
(3)使用注射成型机将形成弹性层的混合物注入至提供所需外径的模具的内部以制备弹性层的方法。
特别地，由于有利于连续制造、步骤数少和适于以低成本生产所以优选方法(2)。
接下来，研磨通过根据基础聚合物的性能进行任何必要的热固化处理而在导电性支承体上形成的弹性层的表面，以使球状颗粒的部分露出弹性层表面。作为研削弹性层表面的方法，可使用的是沿轴向移动磨轮或其上已形成弹性层的弹性辊以进行研削的横向系统(traverse system)和在旋转弹性辊的同时使具有大于弹性辊长度的宽度的磨轮进行研削的切入系统(plunge-cut system)。切入系统具有可在弹性辊整个长度上一次研削的优点，并且由于可使加工时间比横向系统中的时间短，所以是优选的。
另外，由于在弹性层表面上形成的表面层为薄膜，所以弹性层的表面状态对充电构件的表面具有极大影响，因此从弹性层表面用感光构件驱动的稳定化或防止其被调色剂污染的观点，可优选通过例如使表面低摩擦的表面改性来处理弹性层表面。作为用于表面改性的方法，可通过用紫外线照射、用电子射线照射、等离子体处理或电晕放电处理等来进行，并且通过任意这些的表面处理可组合进行。
<表面层>
表面层包含具有由下式(1)表示的构成单元的高分子化合物。该高分子化合物对构成弹性层表面的球状颗粒和粘结剂聚合物均显示出优异的亲和性。高分子化合物还具有致密的交联结构，因此显示高的刚性。因此，可有效地防止部分地露出弹性层表面的球状颗粒从充电构件表面脱落。结果，即使由于其长时间使用根据本发明的充电构件的表面形状也不易变化。即，根据本发明的充电构件的带电性能可不易随时间而变化。
式(1)
式(1)中，R1和R2各自独立地表示由下式(2)至(5)表示的任意结构。
Figure BDA00002844042300102
Figure BDA00002844042300111
式(2)至(5)中，R3至R7、R10至R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R8、R9、R15至R18、R22、R23和R27至R30各自独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基；n、m、l、q、s和t各自独立地表示1至8的整数，p和r各自独立地表示4至12的整数，x和y各自独立地表示0或1；和符号“*”表示与式(1)中的硅原子键合的位置，和符号“**”表示与式(1)中的氧原子键合的位置。
由式(2)至(5)表示的结构可包括由R3至R30表示氢原子的下式(6)至(9)表示的那些作为其具体实例。
Figure BDA00002844042300121
式(6)至(9)中，N、M、L、Q、S和T各自独立地表示1至8的整数，x′和y′各自独立地表示0或1；符号“*”表示与式(1)中的硅原子键合的位置，和符号“**”表示与式(1)中的氧原子键合的位置。
为了形成该表面层，可采用制备用于形成表面层的涂布液并将其涂布到其上已形成球状颗粒的露出部的弹性层上、随后用活性能量射线照射以进行交联的方法。可通过以下步骤(1)和(2)来制备表面层涂布液。
步骤(1)：
混合由下式(10)表示的含环氧基的可水解硅烷化合物(A)和任选地由下式(11)表示的可水解硅烷化合物(B)，然后向所得混合物进一步混合水(D)和醇(E)，随后加热并回流以进行水解缩合的步骤。
式(10)
R31-Si(OR32)(OR33)(OR34)
式(11)
R63-Si(OR64)(OR65)(OR66)
步骤2)：
将光聚合引发剂(F)添加到通过步骤(1)获得的水解缩合物，并任选地用醇(E)将其稀释的步骤。
在用于步骤(1)中的由式(10)表示的含环氧基的可水解硅烷化合物(A)中，R32至R34各自独立地表示烃基。烃基可包括例如烷基、链烯基和芳基。其中，优选具有1至4个碳原子的直链或支链烷基，其可具体包括甲基、乙基、异丙基、正丁基和叔丁基。R31表示具有环氧基的、由下式(12)至(15)表示的任意结构。
Figure BDA00002844042300131
式(12)至(15)中，R40至R42、R45至R47、R52、R53、R57和R58各自独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R43、R44、R48至R51、R55、R56和R60至R63各自独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基；R54和R59各自独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷氧基或具有1至4个碳原子的烷基，n’、m’、l’、q’、s’和t’各自独立地表示1至8的整数，p’和r’各自独立地表示4至12的整数；和星号*表示与硅原子键合的位置。
含环氧基的可水解硅烷化合物(A)可具体地包括以下物质，任意这些可单独或以两种以上的组合使用：4-(三甲氧基甲硅烷基)丁烷-1,2-环氧化物、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、8-氧基硅烷-2-基辛基三甲氧基硅烷(8-oxysilan-2-yloctyltrimethoxysilane)、8-氧基硅烷-2-基辛基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、1-(2-三乙氧基甲硅烷基)甲基环已烷-3,4-环氧化物、1-(2-三乙氧基甲硅烷基)乙基环已烷-3,4-环氧化物和3-(3,4-环氧环己基)甲基氧丙基三甲氧基硅烷。
在步骤(1)中使用的、由式(11)表示的可水解硅烷化合物(B)中，R64表示烷基或芳基，R65至R67各自独立地表示烃基。作为R64烷基，优选具有1至21个碳原子的直链烷基，并更优选具有6至10个碳原子的直链烷基。作为R64芳基，优选苯基。作为R65至R67烃基，其可包括例如烷基、链烯基和芳基。其中，优选具有1至4个碳原子的直链或支链烷基，其可具体包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。另外，在表面层涂布液包含R64为苯基的可水解硅烷化合物的情况下，可组合使用R64为具有6至10个碳原子的直链烷基的可水解硅烷化合物，并且这是优选的，因为即使当其结构通过水解缩合反应而变化时，该化合物也与溶剂良好地相溶。
可水解硅烷化合物(B)可包括以下作为其具体实例：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基三丙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷。
作为可水解硅烷化合物(B)，可组合使用选自以上具体实例中所列的化合物的组的两种以上的化合物。在任意以上具体实例中所列的化合物中烷基的至少一个氢原子被氟原子取代的化合物也可用作可水解硅烷化合物(B)。
作为用于步骤(1)的水(D)可优选以可水解硅烷化合物(A)和(B)的总摩尔数((A)+(B))和水的摩尔数(D)的比，即，ROR=(D)/[(A)+(B)]为0.3以上且6.0以下这样的量来添加。更优选ROR为1.2以上且3.0以下。只要ROR为0.3以上，则充分地进行缩合反应，并且可防止任何未反应的二氧化硅化合物残留于表面层涂布液中，从而可获得具有高交联密度的膜。只要ROR为6.0以下，则以高速度进行缩合反应，并且可防止表面层涂布液产生白浊或沉淀以及可防止变成高极性从而与缩合产物的相溶性低。
使用醇(E)以使可水解硅烷化合物(A)和(B)的水解缩合物相容。作为醇(E)，其优选使用伯醇、仲醇、叔醇、伯醇和仲醇的混合体系、或伯醇和叔醇的混合体系。作为醇，特别优选乙醇、甲醇和2-丁醇的混合溶液或乙醇和2-丁醇的混合溶液。
在步骤(1)中，将它们混合，然后加热并回流以形成水解缩合物。在步骤(1)中，可将一种或两种以上的可水解硅烷化合物(A)任选地与一种或两种以上的可水解硅烷化合物(B)组合使用，并可进一步使用金属醇盐(C)。作为金属醇盐(C)，其可优选为以对应于前者化合价的数量键合有烷氧基的锆、铪、钽或钛。
烷氧基可包括，例如，烷基烃氧基、链烯基烃氧基和芳基烃氧基，并还可为其部分碳原子已被氧原子或氮原子所取代的烷氧基。具体而言，其可包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基和叔丁氧基。金属醇盐(C)的使用量可为(C)/[(A)+(B)]≤5.0(摩尔比)，并且这是优选的，因为可防止表面层涂布液产生白浊或沉淀并可改善保存稳定性。金属醇盐(C)的使用量可进一步优选0.5≤(C)/[(A)+(B)]≤3.0。
可优选将金属醇盐(C)添加到在将水(D)和醇(E)添加到可水解硅烷化合物(A)或其与可水解硅烷化合物(B)的混合物以形成水解缩合物后形成的水解缩合物中。
使用用于步骤(2)的光聚合引发剂(F)以在硅烷缩合产物中形成交联。作为光聚合引发剂(G)，可使用路易斯酸或布朗斯特酸的鎓盐，或阳离子聚合催化剂。阳离子聚合催化剂可包括，例如，硼酸盐、亚胺化合物、三嗪化合物、偶氮化合物和过氧化物。作为阳离子聚合催化剂，从感光度、稳定性和反应性的观点，优选芳族锍盐或芳族碘鎓盐。作为特别优选的阳离子聚合催化剂，其可包括双(4-叔丁基苯基)碘鎓盐和由式(16)表示的的化合物(商品名：ADECAOPTOMER SP 150；购自Asahi Denka Kogyo K.K.)。
Figure BDA00002844042300171
还可优选使用由式(17)表示的化合物(商品名：IRGACURE261；购自Ciba Specialty Chemicals Inc.)。
Figure BDA00002844042300172
可优选以预先溶解于溶剂例如醇或酮(示例甲醇或甲基异丁基酮)中的状态使用光聚合引发剂(G)，以改善与表面层涂布液的相溶性。
另外，可优选将表面层涂布液控制为具有适于涂布的浓度，以改善其涂布性能。表面层涂布液所具有的粘度越低，可使表面层所具有的层厚度越小，从而使表面层具有更大的电容量。因此，可充分地确保充电构件表面上的电荷量，可防止不均匀放电，并可更均匀地使感光构件充电。因此，优选通过使用适当的溶剂来使涂布液具有低粘度。在这种情况下，涂布液可进一步优选具有2mPa·s以下的粘度(用B型粘度计测量的值)。作为所使用的溶剂，可使用与步骤(1)中所使用的醇相同的醇。此外，还可使用乙酸乙酯或酮例如甲基乙基酮或甲基异丁基酮，并可以任意这些的混合物的形式来使用。其中，特别优选甲醇。以这种方式控制的表面层涂布液可通过喷涂、环涂或使用辊式涂布机的涂布等方法来涂布在弹性层上。
以上述方式形成于弹性层上的涂膜可用活性能量射线照射以产生光聚合引发剂(G)的自由基，以引起环氧基的开裂和聚合从而形成交联。作为活性能量射线，优选紫外线，这是因为其可在低温下产生光聚合引发剂(G)的自由基从而使交联反应进行。
在低温下使交联反应进行可防止溶剂从涂层迅速挥发并防止涂层进行相分离从而起皱，因此可形成与弹性层高强度结合的表面层。即使将充电构件用于涉及温度和湿度的任何急剧变化的环境中和由于温度和湿度的该变化而使弹性层体积变化，也可防止与弹性层高强度结合的该表面层起皱或破裂。另外，可防止当进行交联反应时弹性层的热劣化，因此还可防止弹性层的电性能降低。
作为紫外线照射源，可使用高压汞灯、金属卤化物灯、低压汞灯或准分子UV灯等。其中，优选发出波长为150nm以上且480nm以下的紫外线的源。可在通过选择照射时间、灯输出和灯与照射对象之间的距离控制累积光量下进行紫外线照射。还可使紫外线的照射量在照射时间内程梯度(slope)。紫外线的累积光量可优选为约8,000mJ/cm2。紫外线的累积光量可由以下表达式来确定。
紫外线的累积光量(mJ/cm2)=紫外线强度(mW/cm2)×照射时间(s)。在使用低压汞灯时，紫外线的累积光量可用由Ushio Inc.制造的紫外线累积光量计UIT-150-A或UVD-S254(均为商品名)来测量。在使用准分子UV灯时，紫外线的累积光量可用由UshioInc.制造的紫外线累积光量计UIT-150-A或VUV-S172(均为商品名)来测量。
根据本发明的表面层覆盖包括球状颗粒露出部在内的弹性层的全部表面。弹性层具有小于球状颗粒露出部的高度的厚度。这使得弹性层的表面形状反映在表面层的表面形状，即充电构件的表面形状上。
表面层的厚度不特别限定，只要使弹性层的表面形状反映在充电构件的表面形状上即可。表面层可优选具有大约10nm以上且1μm以下，并特别优选30nm以上且500nm以下的厚度。由于其具有该范围内的厚度，可有效地防止使用期间球状颗粒从充电构件脱落。另外，可防止表面层变形，并可防止与感光构件的接触面积增加。只要表面层具有1μm以下的厚度，其可具有适当的电容量，并可防止充电构件过硬，从而能够在充电构件和感光构件之间形成适当的辊隙区。表面层的厚度可通过在电子显微镜上观察来测量。
根据本发明的充电构件，可有效地防止调色剂等固着到电子照相感光构件的表面，并有助于长期形成高品位电子照相图像。
即，由本发明人进行的研究揭示，当长期使用根据上述专利文献2的充电构件时，在电子照相图像中可发生缺陷。其原因仍在研究中，但推测其产生机理为如下所述。即，根据专利文献2的包含聚硅氧烷的表面层是致密的并具有高硬度，因此，在充电构件和感光构件之间的辊隙区，表面层会不可避免地将已进入辊隙区的调色剂压向感光构件的表面，以致调色剂的任何固着物会逐渐地累积到感光构件表面上。于是，粘着到感光构件表面的调色剂甚至通过用清洁刮板清洁也不会被去除。结果，如所推测那样，在电子照相图像中发生缺陷。
另一方面，根据本发明的充电构件具有反映已进行粗糙化的弹性层的表面形状的表面形状。于是，将具有高硬度的颗粒用作球状颗粒并且同时表面层包括具有高刚性的聚硅氧烷。这使表面粗糙化的充电构件不易丧失其表面形状。即，与使用根据专利文献2的充电构件的情况相比，在辊隙处充电构件和感光构件之间的接触面积小。
因此，调色剂不能容易地固着到感光构件的表面，并且可防止感光构件的表面的清洁性随时间而降低。结果，即使已在大量片材上形成电子照相图像，也可防止由感光构件表面的固着物引起的任何图像缺陷的发生。
表面层可优选具有108Ω·cm以上且1015Ω·cm以下，并特别地1010Ω·cm以上且1015Ω·cm以下的体积电阻率。由于表面层具有该范围内的体积电阻率，可防止充电构件和感光构件之间任何异常放电的发生，并同时可使感光构件更均匀地充电。
表面层还可优选具有1,000MPa以上且2,000MPa以下的弹性率。由于表面层具有该范围内的弹性率，可在充电构件和感光构件之间形成适当宽度的辊隙。另外，可防止表面层变形以致球状颗粒埋入弹性层中，并可防止其与感光构件的接触面积增加。此外，即使具有如上所述的厚度的该表面层也可良好地追随柔软弹性层的任何变形。
本发明的充电构件不特别限定，只要其为在基体上具有弹性层和在其上进一步具有表面层的充电构件即可，并且在基体和弹性层之间和/或弹性层和表面层之间可具有任意其它层。作为本发明的充电构件的实例，图2的截面图中示出辊状充电构件。在该实例中的充电辊10具有其中在导电性支承体11上依次叠加弹性层12和表面层13的结构。
<电子照相设备>
图3中示出具有本发明的充电构件的电子照相设备的实例。在图3中，附图标记21表示圆筒状感光构件，其具有支承体21b和形成于所述支承体上的感光层21a，并绕轴21c沿箭头方向以规定圆周速度被旋转驱动。
将上述充电辊10配置为压向被旋转驱动的感光构件的表面，并随与其接触的感光构件21从动旋转。通过从连接到导电性支承体11的电源23经摩擦电极23a供给电能来向充电辊10施加规定的直流(DC)偏压(bias)，因此使压向充电辊10而形成辊隙区的感光构件在该辊隙区附近静电充电至规定的电位。
由此带电的感光构件然后暴露于从狭缝曝光或激光束扫描曝光用曝光装置24发出的曝光光。由此，使对应于目标图像的静电潜像顺次地形成于感光构件的感光层21a上。通过显影构件25将调色剂供给到形成于感光构件上的静电潜像，由此在其上形成调色剂图像。然后感光构件上的调色剂图像被连续地转印到以与感光构件的旋转同步的方式从转印材料供给装置(未示出)输送到感光构件和输送装置26之间的接触部的转印材料27例如纸上。将已转印有调色剂图像的转印材料从感光构件的表面分离，引导至定影装置，在此定影调色剂图像，然后作为图像形成物(打印件或复印件)被输出到设备外。通过具有清洁刮板的清洁装置28从已转印调色剂图像的感光构件的表面除去转印后残留的显影剂(调色剂)，由此使其为清洁表面。
在本发明的充电构件中，弹性层以部分地露出至弹性层表面的方式包含选自二氧化硅、氧化铝和氧化锆颗粒的高硬度球状颗粒，充电构件的表面隔着薄膜表面层通过该颗粒而保持粗糙化。表面层对球状颗粒和弹性层两者具有高粘合性并且具有高弹性模量。因此，其以覆盖弹性层全部表面的方式来保持球状颗粒，并在当将充电构件压向感光构件时形成的辊隙处，可保持球状颗粒露出弹性层表面。由此，可保持充电构件的凹凸形状从而防止充电构件和感光构件之间的接触面积增加。表面层为薄膜，并且充电构件可保持弹性层的低硬度从而在其与感光构件之间形成足够的辊隙，由此可防止由于它们之间的接触不良引起的任何不良图像和由于调色剂和外部添加剂粘着到充电构件表面引起的任何耐久不良图像的发生。
实施例
通过给出具体工作例来将本发明更详细地描述如下。在下文中，“份”指“质量份”。作为试剂等，除非特别规定，使用商购可得的高纯度产品。
实施例1
弹性层的形成
借助于6升加压捏和机(产品名：TD 6-15MDX；由Toshin Co.,Ltd.制造)以70体积%的填充率并在30rpm的叶片旋转数下混合下表1所示的材料16分钟，从而获得第一阶段(first stage)捏和橡胶组合物。
表1
Figure BDA00002844042300231
接下来，借助于辊径为12英寸的开炼机在前辊旋转数为8rpm和后辊旋转数为10rpm下以及在2mm辊间隙下来混合下表2所示的材料，进行左右切割共计20次。之后，将辊间隙变为0.5mm来进行薄通(tailing)10次，从而获得形成弹性层用未硫化橡胶组合物。
表2
Figure BDA00002844042300232
用导电性硫化粘合剂(METALOC U-20，购自ToyokagakuKenkyusho Co.,Ltd.)涂布直径为6mm和长度为252mm的圆柱形芯轴(钢制并且其表面镀有镍)的柱表面的轴向226mm的中央部，随后在80℃下干燥30分钟。接下来，通过使用十字头挤出，将上述未硫化橡胶组合物在绕芯轴并以圆筒状共轴成形的同时与芯轴一起挤出，从而生产直径为8.8mm的在芯轴外周上涂布有未硫化橡胶组合物的未硫化橡胶辊。作为挤出机，使用圆筒直径为45mm和L/D为20的挤出机，使得挤出时的温度控制为对于其头部90℃、对于其筒体90℃和对于其螺杆90℃。
在两端部切割由此成型的未硫化橡胶辊从而使其弹性层部分沿其轴长的宽度为228mm。之后，借助于电炉在160℃下将其加热40分钟从而获得硫化橡胶层。借助于切入研削系统的研磨机在所得硫化橡胶辊的表面上研磨，从而获得具有端部直径为8.35mm和中央部直径为8.50mm的冠状的具有弹性层的橡胶辊。
表面层的形成
混合下表3中所示的材料，然后在室温下搅拌，随后加热和回流24小时以获得有机-无机混合溶胶的缩合产物溶胶1。
表3
Figure BDA00002844042300241
将该缩合产物溶胶1添加到2-丁醇/乙醇混合溶剂以制备固成分为7质量%的缩合产物溶胶液1。另外，固成分为当可水解硅烷化合物已完全进行脱水缩合时形成的缩合产物。在下文中，除非特别说明，以相同的含义使用固成分。
向100g该缩合产物溶胶液1中，以0.35g的比例来添加作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMERSP-150；购自Asahi Denka Kogyo K.K.)，以获得涂布原液1。
用2-丁醇/乙醇混合溶剂将涂布原液1稀释为具有4.5质量%的固成分，以制备表面层形成涂布液1。表面层形成涂布液1的粘度用B型粘度计(RE500L，由Toki Sangyo Co.,Ltd.制造；使用0.8°×R24圆锥转子)来测量，发现其为1mPa·s以下。在测量温度为25℃和样品量为0.6ml的条件下测量。
接下来，用表面层形成涂布液1通过环涂涂布(喷射速率：0.120ml/s；环头(ring head)移动速率：85mm/s；总排出量：0.130ml)在橡胶辊的弹性层上。
接下来，使用低压汞灯(由Harison Toshiba LightingCorporation制造)，其上形成有表面层形成涂布液1的涂膜的橡胶辊在旋转的同时用以254nm传感器中的感光度计紫外线的光量达到8,000mJ/cm2的紫外线照射，从而固化涂膜。由此，生产充电辊1，其弹性层的表面覆盖有反映弹性层表面形状的凹凸状表面形状的表面层。以以下方式来评价和测量充电辊1的带电性能的耐久性及其表面层的物理性质。
图像评价
准备可纵向打印A4纸的激光束打印机(商品名：LASER JETP1005；由Hewlett-Packard Co.制造)作为用于图像形成的电子照相设备。将如上生产的充电辊装入该激光束打印机用处理盒中，并将该处理盒安装到电子照相设备。
通过使用外部电源(MODEL PM04015A，由Trek Japan Co.,Ltd.制造)向充电辊的芯轴施加-120V的DC电压，其中在温度23℃和相对湿度50%的环境中，将部分地具有实心图像的半色调图像(沿垂直于电子照相感光构件的旋转方向的方向以2点的间隔描绘出各自为1点宽度的线的图像)形成于一张上。随后，将打印浓度为1%的电子照相图像形成于2,500张上。另外随后，将与第1张的那些相同的部分地具有实心图像的半色调图像形成于一张上。此处，以每在一张上打印便完全停止感光鼓的所谓的间歇模式形成图像。
评价1：由感光构件表面的清洁不良所引起的任何图像缺陷的评价：
关于在2,500张打印浓度为1%的电子照相图像的第1张至第1,000张中，目视观察图像以根据以下标准进行评价。
A：在全部1,000张电子照相图像上没有看到由于感光构件表面的清洁不良所引起的任何图像缺陷。
B：看到由感光构件表面的清洁不良所引起的轻微的图像缺陷，但每100张上的缺陷发生率总在5%以下。
C：看到由感光构件表面的清洁不良所引起的图像缺陷，但每100张上的缺陷发生率总在5%以下。
D：看到由感光构件表面的清洁不良所引起的图像缺陷，并且每100张上的缺陷发生率有时大于5%。
评价2：带电性能的评价
在第1张和第2,501张上形成的那些上目视观察部分地具有实心图像的半色调图像，并观察由发生的不均匀带电所引起的任何图像缺陷的有无以及程度，从而根据以下标准进行评价。
A：没有看到或很少看到由不均匀带电所引起的任何横线状的浓度不均匀。
B：在半色调图像区可看到由不均匀带电所引起的横线状的浓度不均匀。
C：在半色调图像区和实心图像区可清楚地看到由不均匀带电所引起的横线状的浓度不均匀。
测量1:表面层的弹性模量
在100μm厚度的铝片的脱脂表面上涂布表面层形成涂布液1以形成涂膜。干燥后，用紫外线在与生产充电辊中的那些相同的条件下(254nm的波长和8,000mJ/cm2的累积光量)照射涂膜，以获得厚度为10μm以上的固化膜。
关于所得固化膜，使用表面膜物理性质试验机(商品名：FISCHER SCOPE H100V；由FISCHER Instruments K.K.制造)，测量当以1μm/7秒的速度从测量对象的表面进入压头时求得的值，并将该值取作弹性模量。
在这种情况下，还确认式(1)的结构包含于固化膜中。另外，关于表面层形成涂布液5和6，在160℃温度下热处理1小时后用紫外线照射已干燥的涂层。
测量2：表面层的层厚度：
用刀截面地切断充电辊，在扫描透射电子显微镜(HD-2000，由Hitachi High-Technologies Corporation制造)上观察的其截面的图像中测量层厚度。
实施例2
用2-丁醇/乙醇混合溶剂将以与实施例1相同的方式制备的涂布原液1稀释为具有0.5质量%的固成分，以制备表面层形成涂布液2。表面层形成涂布液2具有1mPa·s以下的粘度。
除了使用表面层形成涂布液2代替以外，以与实施例1相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例3
除了将实施例1的表1中所示的球状颗粒变为10质量份球状二氧化硅颗粒2(商品名：HS-301；购自Denki Kagaku Micron Inc.)以外，以与实施例1相同的方式来生产橡胶辊。
用2-丁醇/乙醇混合溶剂将以与实施例1相同的方式制备的涂布原液1稀释为具有1.5质量%的固成分，以制备表面层形成涂布液3。表面层形成涂布液3具有1mPa·s以下的粘度。
在如上所获得的橡胶辊的弹性层表面上，以与实施例1的相同方式形成和固化表面层形成涂布液3的涂膜。由此，生产充电辊，其弹性层的表面覆盖有反映弹性层表面形状的表面形状的表面层。以与实施例1中相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例4
除了将用于弹性层的球状颗粒的配混量变为80质量份以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例5
将如实施例1中所制备的缩合产物溶胶液1添加到2-丁醇/乙醇混合溶剂以制备具有14质量%固成分的缩合产物溶胶液2。
向100g该缩合产物溶胶液2中，以0.7g的比例来添加作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMERSP-150；购自Asahi Denka Kogyo K.K.)，以获得表面层形成涂布液4。
通过浸涂在以与实施例1相同的方式形成的橡胶辊的表面上涂布表面层形成涂布液4，以用表面层形成涂布液4的涂膜覆盖弹性层的表面。此处，浸渍时间为9秒，和浸渍引上速度(draw-up rate)初期速度为20mm/s和最终速度为2mm/s，在此期间引上速度相对于时间而线性变化。
接下来，以与实施例1相同的方式固化该涂膜以形成表面层，由此生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例6
除了将用于弹性层的球状颗粒的配混量变为10质量份以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例7
除了将用于弹性层的球状颗粒变为10质量份球状二氧化硅颗粒3(商品名：FB-40S；购自Denki Kagaku Kogyo KabushikiKaisha)以外，以与实施例1相同的方式来生产橡胶辊。
向以与实施例1相同的方式制备的100g缩合产物溶胶液1中，以1.4g的比例添加作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150；购自Asahi Denka KogyoK.K.)，以制备表面层形成涂布液5。在上述橡胶辊的表面上，除了使用表面层形成涂布液5代替以外以与实施例1相同的方式形成表面层，以生产充电辊。以与实施例1相同的方式评价该充电辊及其表面层。
实施例8
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状二氧化硅颗粒3以外，以与实施例3中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例9
除了将用于弹性层的球状颗粒的配混量变为80质量份以外，以与实施例8相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例10
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状二氧化硅颗粒3以外，以与实施例5中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例11
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状二氧化硅颗粒4(商品名：HS-305；购自Micron Inc.)以外，以与实施例3中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例12
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状氧化铝颗粒1(商品名：AY-118；购自Micron Inc.)以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例13
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状氧化铝颗粒2(商品名：AX3-32；购自Micron Inc.)以外，以与实施例3中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例14
除了将用于弹性层的球状颗粒的配混量变为80质量份以外，以与实施例13中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例15
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状氧化铝颗粒1以外，以与实施例5中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例16
除了使用10质量份量的球状氧化铝颗粒2作为用于弹性层的球状颗粒以外，以与实施例5中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例17
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状氧化锆颗粒1(商品名：NS Beads；购自Niimi Sangyo Co.,Ltd.)以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例18
除了使用100质量份量的球状氧化锆颗粒1作为用于弹性层的球状颗粒以外，以与实施例5中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例19
除了将用于弹性层的球状颗粒变为球状氧化锆颗粒1以外，以与实施例3中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例20
以以下方式来制备表面层形成涂布液。
混合下表4中所示的材料，然后在室温下搅拌30分钟，随后通过使用油浴在120℃下加热并回流20小时，以获得具有28.0质量%固成分的缩合产物溶胶2。
表4
Figure BDA00002844042300311
接下来，将缩合产物溶胶2冷却至室温。向98.05g该缩合产物溶胶2中添加78.75g(0.149mol)五乙醇钽(购自Gelest,Inc.)，并将所得混合物在室温下搅拌3小时以获得缩合产物溶胶液3。以750rpm的速度进行一系列的搅拌。Ta/Si=1.0。
向25g该缩合产物溶胶液2中，以2.00g的量添加用甲基异丁基酮稀释至10质量%的作为阳离子光聚合催化剂的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150；购自Asahi Denka KogyoK.K.)，以获得涂布原液2。用1:1(质量比)乙醇/2-丁醇混合溶剂将该涂布原液2稀释为具有2.0质量%的固成分，以获得表面层形成涂布液6。除了使用该表面层形成涂布液6代替以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1的相同方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例21
以以下方式来制备表面层形成涂布液。
在室温下，将113.16g以与实施例1的相同方式制备的缩合产物溶胶与63.64g(0.224mol)异丙醇钛(IV)(购自High PurityChemicals Co.,Ltd.)混合，并在室温下搅拌所得混合物3小时以获得缩合产物溶胶液4。以750rpm的速度进行一系列的搅拌。Ti/Si=1.0。向25g该缩合产物溶胶液4中，以2.00g的量添加作为阳离子光聚合催化剂的用甲基异丁基酮稀释至10质量%的芳族锍盐(商品名：ADECAOPTOMER SP-150；购自Asahi DenkaKogyo K.K.)，以获得涂布原液3。用1:1(质量比)乙醇/2-丁醇混合溶剂将该涂布原液3稀释为具有2.0质量%的固成分，以获得表面层形成涂布液7。除了使用该表面层形成涂布液7代替以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1的相同方式来评价该充电辊及其表面层。
实施例22
制备第一阶段捏和橡胶组合物，其中将作为用于实施例1的该第一阶段捏和橡胶组合物的原料橡胶的NBR变为SBR(商品名：TOUGHDEN2003；购自Asahi Kasei ChemicalsCorporation)，并将炭黑的配混量变为47质量份。
将实施例1中用于形成弹性层的未硫化橡胶组合物中的第一阶段捏和橡胶组合物变为上述组合物以及将其配混量变为223质量份。另外，将硫化促进剂变为1.0质量份二硫化四苄基秋兰姆和1.0质量份N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰亚胺(N-t-butyl-2-benzothiazol sulfenimide)(SANTOCURE-TBSI，购自Flexsys Co.)。除了使用该弹性层形成未硫化橡胶组合物代替以外，以与实施例1中相同的方式来生产橡胶辊。
除了使用该橡胶辊代替以外，以与实施例1相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价充电辊及其表面层。
比较例1
除了在弹性层中不引入任何球状颗粒以外，以与实施例1相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价充电辊及其表面层。
比较例2
除了将用于弹性层的球状颗粒变为无定形二氧化硅颗粒(商品名：BY-001；购自Tosoh Silica Corporation)以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
比较例3
除了将用于弹性层的球状二氧化硅颗粒变为球状PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)颗粒(商品名：TECHNOPOLYMERMBX-12；购自Sekisui Chemical Co.,Ltd.)并将已研磨的橡胶辊表面进一步用无纺布摩擦以使其橡胶部分磨耗从而使球状PMMA颗粒的表面露出弹性层表面以外，以与实施例1中相同的方式来生产充电辊。以与实施例1中相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
比较例4
以以下方式来制备表面层形成涂布液。
向己内酯改性的丙烯酸类-多元醇溶液中，添加甲基异丁基酮，由此调节至具有1.5质量%的固成分。向所得溶液的100质量份丙烯酸类-多元醇固成分中，添加下表5所示的材料以制备聚氨酯树脂的混合液。
表5
Figure BDA00002844042300341
以以下方式制备表5所示的经表面处理的氧化钛颗粒(*1)。即，将1,000g针状金红石型氧化钛颗粒(平均粒径：15nm；长度/宽度：3/1；体积电阻率：2.3×1010Ω·cm)与110g作为表面处理剂的异丁基三甲氧基硅烷和3,000g作为溶剂的甲苯配混，以制备浆料。借助于搅拌器将该浆料混合30分钟，之后供给到以80%有效内容积填充有平均粒径为0.8mm的玻璃珠的Visco磨(Visco mill)，以在35±5℃的温度下进行湿法破碎。在减压(浴温：110℃；产物温度：30至60℃；减压度：约100Torr)下借助于捏和机使所得浆料进行蒸馏以除去甲苯，随后，在120℃下焙烧表面处理剂2小时。将已进行焙烧的颗粒冷却至室温，之后借助于销棒粉碎机粉碎以获得经表面处理的氧化钛颗粒。
表5所示的封端异氰酸酯混合物(*2)为各自用丁酮肟封端的1,6-己二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的7:3(质量比)的混合物。此处，封端异氰酸酯混合物为由“NCO/OH=0.7”给出的量作为异氰酸酯含量。
接下来，将200g上述混合液与200g作为分散液介质的平均粒径为0.8mm的玻璃珠一起放入内体积为450ml的玻璃瓶中，随后，通过使用油漆搅拌器分散机来分散24小时。之后，通过过滤除去玻璃珠以获得表面层形成涂布液8。在与实施例5相同的条件下浸涂表面层形成涂布液8，随后在60℃温度下热处理1小时以生产根据该比较例的充电辊。以与实施例1相同的方式来评价该充电辊及其表面层。
比较例5
除了在实施例1中，不设置任何表面层以外，以与实施例1相同的方式来生产充电辊。以与实施例1相同的方式来评价充电辊。
用于实施例的球状颗粒和作为球状颗粒代替物的用于比较例的颗粒的物理性质示于下表6中。
表6
Figure BDA00002844042300351
根据上述实施例和比较例的充电构件和表面层的评价结果示于下表7-1和7-2。
表7-1
表7-2
Figure BDA00002844042300362
由表7-2所示的结果可看出，根据不含有球状颗粒并且其表面层未粗糙化的比较例1的充电辊，存在使调色剂固着到感光构件表面的强烈趋势。因此，如所认为的，显著地发生由感光构件的清洁不良所引起的图像缺陷。
使用无定形二氧化硅颗粒的比较例2的充电辊，显示出比比较例1的充电辊略好的评价1的结果。然而，已发生由感光构件的清洁不良所引起的图像缺陷。认为其由于以下事：实颗粒为无定形的并因此感光构件的表面被磨削而使粗糙变大，以致在清洁刮板和感光构件之间形成间隙从而引起调色剂通过此处滑落。
然后，包含低硬度的球状颗粒的比较例3的充电辊，当充电辊压向感光构件时在其与感光构件之间的辊隙处球状颗粒变形，因此，如所认为的，充电辊的表面不期望地在此处变平，以致调色剂固着到感光构件。
另外，比较例4的充电辊不具有如根据本发明的表面层的刚性并且是柔软的，因此，如所认为的，当在充电辊和感光构件之间的辊隙处充电辊压向感光构件时，球状颗粒埋入弹性层中，以致充电辊的表面不期望地在此处变平，以致调色剂不可避免地固着到感光构件。
此外，比较例5的充电辊没有表面层的，因此，如所认为的，作为在许多片材上形成电子照相图像的结果其表面不均匀地磨耗，从而不可避免地具有不均匀的带电性能。
本申请要求2010年8月20日提交的日本专利申请2010-185122的权益，在此将其整体并入以供参考。
附图标记说明
10 充电辊(充电构件)
11 导电性支承体
12 弹性层
13 表面层
31 球状颗粒

Claims (2)

1.一种充电构件，其包括导电性支承体、弹性层和表面层，其中：
所述弹性层以球状颗粒至少部分地露出所述弹性层表面的方式包含所述球状颗粒，由此使所述弹性层的表面粗糙化；
其中，
所述球状颗粒为选自由球状二氧化硅颗粒、球状氧化铝颗粒和球状氧化锆颗粒组成的组的至少一种；
所述弹性层的表面以使所述弹性层的表面形状反映在所述充电构件的表面形状上的方式覆盖有所述表面层；和
所述表面层包含具有由下式(1)表示的构成单元的高分子化合物：
式(1)：
Figure FDA00002844042200011
其中R1和R2各自独立地表示由下式(2)至(5)表示的任意结构；
Figure FDA00002844042200012
其中，R3至R7、R10至R14、R19、R20、R24和R25各自独立地表示氢原子、具有1至4个碳原子的烷基、羟基、羧基或氨基；R8、R9、R15至R18、R22、R23和R27至R30各自独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基；n、m、l、q、s和t各自独立地表示1至8的整数，p和r各自独立地表示4至12的整数，x和y各自独立地表示0或1；和星号*表示与式(1)中的硅原子键合的位置，和双星号**表示与式(1)中的氧原子键合的位置。
2.一种电子照相设备，其包括电子照相感光构件和与所述电子照相感光构件接触配置的充电构件，其中所述充电构件为根据权利要求1所述的充电构件。
CN201180040356.2A 2010-08-20 2011-07-25 充电构件 Active CN103080850B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010185122 2010-08-20
JP2010-185122 2010-08-20
PCT/JP2011/004171 WO2012023237A1 (ja) 2010-08-20 2011-07-25 帯電部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103080850A true CN103080850A (zh) 2013-05-01
CN103080850B CN103080850B (zh) 2015-03-25

Family

ID=45604908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180040356.2A Active CN103080850B (zh) 2010-08-20 2011-07-25 充电构件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120076539A1 (zh)
EP (1) EP2607960B1 (zh)
JP (1) JP4878659B1 (zh)
KR (1) KR101454135B1 (zh)
CN (1) CN103080850B (zh)
WO (1) WO2012023237A1 (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2490077B1 (en) * 2009-10-15 2014-10-01 Canon Kabushiki Kaisha Electrificating member and electrophotographic device
KR101523857B1 (ko) * 2010-09-27 2015-05-28 캐논 가부시끼가이샤 대전 부재, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치
KR101454137B1 (ko) * 2010-09-27 2014-10-22 캐논 가부시끼가이샤 대전 부재, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치
WO2012049814A1 (ja) 2010-10-15 2012-04-19 キヤノン株式会社 帯電部材
JP4975184B2 (ja) 2010-11-11 2012-07-11 キヤノン株式会社 帯電部材
WO2012098834A1 (ja) 2011-01-21 2012-07-26 キヤノン株式会社 導電性ゴム弾性体、帯電部材および電子写真装置
KR101599647B1 (ko) 2011-06-30 2016-03-03 캐논 가부시끼가이샤 대전 부재, 대전 부재의 제조 방법 및 전자 사진 장치
JP6053354B2 (ja) 2011-07-06 2016-12-27 キヤノン株式会社 帯電部材とその製造方法、および電子写真装置
JP5840113B2 (ja) 2011-12-06 2016-01-06 キヤノン株式会社 円筒部材の製造方法
WO2013094089A1 (ja) 2011-12-22 2013-06-27 キヤノン株式会社 帯電部材およびその製造方法、電子写真装置
WO2013099116A1 (ja) 2011-12-28 2013-07-04 キヤノン株式会社 電子写真用部材、その製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
CN104115071B (zh) * 2012-02-06 2016-03-23 佳能株式会社 充电构件和电子照相设备
JP6049435B2 (ja) 2012-03-16 2016-12-21 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
CN104204961B (zh) * 2012-03-29 2016-05-11 佳能株式会社 电子照相用构件的生产方法和涂布液
US8622881B1 (en) 2012-09-21 2014-01-07 Canon Kabushiki Kaisha Conductive member, electrophotographic apparatus, and process cartridge
JP6016838B2 (ja) * 2013-04-03 2016-10-26 キヤノン株式会社 電子写真用のローラ部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2015028603A (ja) * 2013-07-01 2015-02-12 キヤノン株式会社 帯電装置及び画像形成装置
EP3048489B1 (en) 2013-09-20 2020-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, method for manufacturing same, process cartridge, and electrophotographic device
US9360789B1 (en) * 2014-11-28 2016-06-07 Canon Kabushiki Kaisha Member for electrophotography, process cartridge and image forming apparatus
CN107430367B (zh) 2015-04-03 2020-02-21 佳能株式会社 充电构件、处理盒和电子照相设备
US9599914B2 (en) 2015-04-03 2017-03-21 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic member having bow-shaped resin particles defining concavity and protrusion at surface thereof
KR20170024879A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 에스프린팅솔루션 주식회사 화상형성장치용 롤러
JP6776856B2 (ja) * 2016-12-09 2020-10-28 東レ株式会社 接圧ローラ
US10162278B2 (en) 2017-02-28 2018-12-25 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus
US10203617B2 (en) 2017-02-28 2019-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP6850205B2 (ja) 2017-06-06 2021-03-31 キヤノン株式会社 電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP2019197163A (ja) * 2018-05-10 2019-11-14 キヤノン株式会社 帯電ローラ、カートリッジ及び画像形成装置
JP7079741B2 (ja) * 2019-01-30 2022-06-02 住友理工株式会社 電子写真機器用帯電ロール
US10824087B2 (en) 2019-03-20 2020-11-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Charging member, charging device, process cartridge, and image forming apparatus
US11644761B2 (en) 2021-06-02 2023-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic roller, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP2023058944A (ja) * 2021-10-14 2023-04-26 ヒューレット－パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． コーティング層を有する帯電部材

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5353104A (en) * 1992-02-20 1994-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Defining member for defining thickness of one-component developer and developing device equipped with it
CN101095085A (zh) * 2004-12-28 2007-12-26 佳能株式会社 充电构件、处理盒和电子照相设备
US20090245892A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Developing roller
WO2011074220A1 (ja) * 2009-12-15 2011-06-23 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070899B2 (ja) * 1994-09-09 2000-07-31 沖電気工業株式会社 電子写真現像装置
DE69525213T2 (de) * 1994-10-18 2002-07-11 Canon Kk Aufladungselement, Verfahren zur Herstellung eines Aufladungselements, und Arbeitseinheit mit diesem Aufladungselement
JP2005345801A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Canon Inc 導電性部材、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
EP1834216B1 (en) * 2004-12-28 2011-04-27 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
EP1834217B1 (en) * 2004-12-28 2011-08-17 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP2008083404A (ja) 2006-09-27 2008-04-10 Fuji Xerox Co Ltd 帯電ロール、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2009151161A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Canon Inc 帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP2009151159A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Canon Inc 帯電装置
JP2009151160A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Canon Inc 電子写真用帯電部材
JP2010066708A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Fuji Xerox Co Ltd プロセスカートリッジ
JP5400408B2 (ja) 2009-02-13 2014-01-29 株式会社荏原製作所 アノードホルダ用通電部材およびアノードホルダ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5353104A (en) * 1992-02-20 1994-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Defining member for defining thickness of one-component developer and developing device equipped with it
CN101095085A (zh) * 2004-12-28 2007-12-26 佳能株式会社 充电构件、处理盒和电子照相设备
US20090245892A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Developing roller
WO2011074220A1 (ja) * 2009-12-15 2011-06-23 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101454135B1 (ko) 2014-10-22
US20120076539A1 (en) 2012-03-29
CN103080850B (zh) 2015-03-25
EP2607960A4 (en) 2015-10-07
JP2012063763A (ja) 2012-03-29
EP2607960B1 (en) 2018-01-03
JP4878659B1 (ja) 2012-02-15
EP2607960A1 (en) 2013-06-26
KR20130045924A (ko) 2013-05-06
WO2012023237A1 (ja) 2012-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103080850B (zh) 充电构件
CN104115071B (zh) 充电构件和电子照相设备
CN103380403B (zh) 充电构件、其生产方法、处理盒和电子照相设备
CN103154827B (zh) 充电构件、处理盒和电子照相设备
CN103502896B (zh) 充电构件、充电构件的制造方法、电子照相设备和处理盒
JP5264873B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
CN103492958B (zh) 充电构件、处理盒和电子照相设备
CN101395540B (zh) 充电构件、处理盒和电子照相设备
JP5818548B2 (ja) 帯電部材、その製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
CN103069345B (zh) 充电构件及其生产方法
CN103502894A (zh) 充电构件、处理盒、电子照相设备和充电构件的生产方法
JP2020079907A (ja) プロセスカートリッジ及び画像形成装置
CN103124934B (zh) 充电构件及其生产方法
JP2014089415A (ja) 電子写真用帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP5404089B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP5641885B2 (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2011138052A (ja) ポリシロキサン含有膜形成用の組成物及び帯電部材
JP2012103337A (ja) 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2010262160A (ja) 導電性ゴムローラ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant